[实用新型]大容量圆柱型卷绕式轴向引出有机超级电容器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种低等效串联电阻，特别是公开一种大容量圆柱型卷绕式轴向引出有机超级电容器，属于电子元器件领域。

背景技术

有机超级电容器是一种新型的储能装置，它与传统电容器和蓄电池之间的区别主要在于储能机理，即是通过在电极和电解液界面上形成双电层来存储能量，属于静电储存能量，无电化学反应。它的能量密度是常规电容器的300倍，是普通蓄电池的1/10，而功率密度却是大多数电池的100倍。超级电容器具有高功率密度和一定的能量密度以及很低的等效串联内阻等特点，因此是一种介于常规电容器和蓄电池之间两方面性能都适宜的中间能源。有机超级电容器的能量密度较常规电容器要高出两个数量级以上。常规电容器是由两个极板间隔一个绝缘体形成的，充电时，不断在正负电极板上积聚正负电荷直到电容电压与外电压相等。而有机超级电容器与电池更相似：由两个浸泡在电解液中的电极组成，充电时，电子从外电源负极进入电容负极，在电解液和电极表面与溶液中的阳离子形成双电层；同样正极因被剥夺电子，而在电解液和电极表面与溶液中的阴离子形成双电层。

与蓄电池相比，超级电容器有较高功率密度，但能量密度低一些。这种区别主要是由于能量存储机理的不同[]：蓄电池是通过电极上的氧化还原反应来存储能量，从而有较高的能量密度，但反应动力学较慢；有机超级电容器较高的比容量是由电极表面的静电双电层存储所引起的，而离子在溶液中转移到电极表面的速度很快，因而有机超级电容器具有高速充放电的特性，而不会发生蓄电池中电子穿过电极表面的现象。有机超级电容器能在几秒内完全的充放电而不损害单体，充放电过程完全可逆，而且电极上没有相转化过程。因此，超级电容器具有较电池更长的循环寿命。

电容器的容量与电极间的正对面积和绝缘层的厚度有关。由于超级电容器是由高比表面积的活性炭电极组成，具有常规电容难以达到的比表面积；而绝缘层厚度主要是由溶液中电解质离子的直径大小决定，因而大约只有1nm，而常规电容中最薄的绝缘层材料厚度也有2-5μm，相差3个数量级，这是超级电容器拥有超大容量的主要因素。具有高比表面积和纳米级的绝缘层厚度使超级电容器具有了超大容量。主要应用在移动通信、电力和汽车、航空和航天等领域，是一种极具吸引力的新型储能装置。

传统有机超级电容器采用一端引出且其正负极板与引出端子的连接方式是采用机械铆接或超声波焊接，传统的引出连接方式，使电容器内阻增大，给单体电容器组合成电容器组合电源带来些麻烦。同时使用中充放电电流降低，循环寿命短的缺陷。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术超级电容器结构上的缺陷，公开一种大容量圆柱型卷绕式轴向引出有机超级电容器。

本实用新型是这样实现的：一种大容量圆柱型卷绕式轴向引出有机超级电容器，包括极柱和芯组，芯组的引出极的正负极极板以金属铝为材料，其特征在于：所述极柱与芯组正负极极板的连接为激光焊接或电阻焊。所述正负极极柱分布在电容器壳体两对面，极柱上并设有压线螺母。

本实用新型还以铝制螺栓为引出端子，采用芯组卷绕的方式，芯组引出以正负极极板基体-金属铝作为引出极，并分别与上盖端子和壳体端子间采用激光、电阻、电子束等焊接的方式，以提高电容器的耐电流密度，降低电容器的接触电阻，从而实现有机超级电容器的大电流充放电，同时，降低电容器的等效串联内阻，提高容量，降低电容器的成本。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用卷绕式轴向引出且正负极板与引出端子间采用激光焊接或电阻焊的方式连接，具有较低的等效串联内阻和较高的循环寿命、充放电电流高的特点。与传统超级电容器相比，本实用新型的内阻只有前者的1/10，循环寿命更是前者的2倍以上，充放电电流是前者2倍，具有低等效串联电阻，容量大、漏电流小，循环寿命可达10⁷次以上的优点。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

附图说明

附图是本实用新型结构示意图。

具体实施方式